JP6594360B2 - Filter device - Google Patents
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Description
本発明は、複数個のコンデンサを備えるフィルタ装置に関する。 The present invention relates to a filter device including a plurality of capacitors.
電源線路または信号線路に挿入して用いられるフィルタ回路が知られている。このようなフィルタ回路は、電源線路上もしくは信号線路上に発生する高周波のノイズ成分などを除去するために用いられる。 A filter circuit that is inserted into a power line or a signal line and used is known. Such a filter circuit is used for removing a high-frequency noise component generated on a power supply line or a signal line.
このようなフィルタ回路として、インダクタの両端にコンデンサが接続されて構成されたπ型のフィルタ回路が用いられることがある。例えば、特開2015−167352号公報(特許文献1)には、このようなπ型のフィルタ回路が開示されている。π型のフィルタ回路には、フィルムコンデンサのように比較的容量が大きいコンデンサが用いられる。 As such a filter circuit, a π-type filter circuit configured by connecting capacitors to both ends of an inductor may be used. For example, Japanese Patent Laying-Open No. 2015-167352 (Patent Document 1) discloses such a π-type filter circuit. In the π-type filter circuit, a capacitor having a relatively large capacity such as a film capacitor is used.
フィルムコンデンサのように比較的容量が大きいコンデンサは通常リード線を用いて接続する必要があるため、リード線のインダクタンスに起因して高周波のノイズ除去性能が低下してしまう。そこで、高周波成分の除去性能を向上させるために、貫通コンデンサなどのインダクタンスの小さいコンデンサをフィルムコンデンサに並列に接続して用いることがある。特許文献1には、フィルムコンデンサと貫通コンデンサとを並列接続したフィルタ装置が開示されている。
Since a capacitor having a relatively large capacity, such as a film capacitor, usually needs to be connected using a lead wire, the high-frequency noise removal performance is deteriorated due to the inductance of the lead wire. Therefore, in order to improve the high-frequency component removal performance, a capacitor having a small inductance, such as a feedthrough capacitor, may be used in parallel with the film capacitor.
しかしながら、強度が高いパルスノイズがフィルタ装置に印加され、このパルスノイズにフィルムコンデンサのリード線のインダクタンスと貫通コンデンサの静電容量とで形成されるLC共振周波数と同じ周波数の成分が含まれていた場合、この共振周波数においてコンデンサに大きな共振電流が流れてしまう。このような場合、コンデンサが共振電流で破壊されないように電流耐量の高いコンデンサを選定する必要があり、コンデンサが大型化してしまうという問題がある。 However, pulse noise with high intensity was applied to the filter device, and this pulse noise contained a component having the same frequency as the LC resonance frequency formed by the inductance of the lead wire of the film capacitor and the capacitance of the feedthrough capacitor. In this case, a large resonance current flows through the capacitor at this resonance frequency. In such a case, it is necessary to select a capacitor with a high withstand current so that the capacitor is not destroyed by the resonance current, and there is a problem that the capacitor becomes large.
一方、特許文献1には、π型のフィルタ回路の入力側のフィルムコンデンサと出力側のフィルムコンデンサとの電磁結合を低減する手段が開示されているが、共振電流そのものを低減する仕組みについては開示されていない。このため、パルスノイズ印加時に流れる共振電流を低減することで、コンデンサの小型化を可能にするフィルタ装置が望まれている。
On the other hand,
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、パルスノイズ印加時に流れる共振電流を低減することで、小型なフィルタ装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a small filter device by reducing a resonance current flowing when pulse noise is applied.
本開示に示されるフィルタ装置は、信号線のノイズを除去するフィルタ装置である。フィルタ装置は、導電性の筐体と、第1コンデンサと、第2コンデンサと、エネルギー吸収部材とを備える。第1コンデンサは、第1電極および第2電極を有し、導電性の筐体に第1電極が接続され、信号線に第2電極が接続される。第2コンデンサは、第3電極および第4電極を有し、筐体に第3電極が接続され、第2電極に第4電極が接続される。第2コンデンサは、第1コンデンサよりも静電容量が小さい。エネルギー吸収部材は、第2電極と第4電極とを接続する第1配線と筐体との間の空間を通過する磁束のエネルギーを吸収するように構成される。 The filter device disclosed in the present disclosure is a filter device that removes noise of a signal line. The filter device includes a conductive casing, a first capacitor, a second capacitor, and an energy absorbing member. The first capacitor has a first electrode and a second electrode, the first electrode is connected to the conductive casing, and the second electrode is connected to the signal line. The second capacitor has a third electrode and a fourth electrode, the third electrode is connected to the housing, and the fourth electrode is connected to the second electrode. The second capacitor has a smaller capacitance than the first capacitor. The energy absorbing member is configured to absorb energy of magnetic flux passing through a space between the first wiring connecting the second electrode and the fourth electrode and the housing.
本発明によれば、強度が高いパルスノイズがフィルタ装置に印加される際、第1のコンデンサと第2のコンデンサとに流れる共振電流が低減し、第1コンデンサと第2コンデンサとを小型化できる。 According to the present invention, when pulse noise with high intensity is applied to the filter device, the resonance current flowing through the first capacitor and the second capacitor is reduced, and the first capacitor and the second capacitor can be reduced in size. .
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.
実施の形態1.
まず、本発明の実施の形態1に係るフィルタ装置について説明する。図1は、実施の形態1に係るフィルタ装置の回路図である。図2は、実施の形態1に係るフィルタ装置の上面図である。図3は、実施の形態1に係るフィルタ装置の側面図である。図4は、実施の形態1に係るフィルタ装置の斜視図である。
First, the filter device according to
フィルタ装置100は、信号線路に挿入して用いられ信号線路のノイズを除去する電気フィルタ(フィルタ回路)を備える。なお、フィルタ装置100は、電源線路に挿入されて用いられても良い。フィルタ装置100は例えば、高周波の不要成分を除去するローパスフィルタ、もしくは、特定の周波数以外の周波数成分を除去するバンドパスフィルタとして機能する。
The
図1〜図4に示すように、フィルタ装置100は、入力端子101と、出力端子102と、筐体5と、フィルムコンデンサ11a、11bと、貫通コンデンサ2a、2bと、配線12a、12bと、インダクタ3aと、共振エネルギー吸収部材4aとを備える。
As shown in FIGS. 1 to 4, the
フィルタ装置100は、信号線のノイズを除去するフィルタ装置である。フィルムコンデンサ11aは、第1電極P1および第2電極P2を有し、導電性の筐体5に第1電極P1が接続され、信号線に第2電極P2が接続される。貫通コンデンサ2aは、第3電極P3および第4電極P4を有する。筐体5に第3電極P3が接続され、第2電極P2に第4電極P4が接続される。貫通コンデンサ2aは、フィルムコンデンサ11aよりも静電容量が小さい。エネルギー吸収部材4aは、第2電極P2と第4電極P4とを接続する第1配線12aと筐体5との間の空間を通過する磁束のエネルギーを吸収するように構成される。
The
筐体5は、フィルタ回路を収容し、フィルタ回路を外部から遮蔽する導電性のケースである。筐体5は、接地される(グラウンドに接続される)。筐体5の材料は、例えばアルミやステンレスである。筐体5は、フィルタ回路から放射される電磁波が筐体外部に放射されることを抑制するとともに、筐体外部からフィルタ回路に電磁波が侵入することを抑制する。
The
筐体5はフィルタ回路を密閉する箱状であってもよいし、一部に開口部のある升状あるいは枠状であってもよい。本実施の形態では、筐体5は箱状であるものとする。ただし、理解を容易にするため、図2においては筐体5の上面を取り外した時の上面図(つまり、筐体5が桝状のとき)を示しており、図3においては筐体5の側面を取り外したときの側面図(つまり、筐体5が桝状のとき)を示しており、図4においては筐体5の上面と側面とを取り外した時の斜視図を示している。
The
インダクタ3aは、例えば鉄やフェライトなどの高い透磁率を有する芯部材に銅線などが巻かれて形成されたコイルである。
The
貫通コンデンサ2a、2bは、筐体5と信号線とを絶縁させつつ、筐体5に信号線を貫通させるためのコンデンサである。貫通コンデンサ2a、2bの各々は、信号線に接続される第1電極と、筐体5に接続される第2電極とを有する。第1電極は、筐体5の壁面を貫通するように配置されており、筐体5の外側と内側に2つの端子を備える。以下では、筐体5の外側の端子を外部端子、筐体5の内側の端子を内部端子と呼ぶこととする。第2電極は、筐体5に電気的に接続される接地端子を備える。
The
貫通コンデンサ2a、2bの各々は、信号線と接地端子との間であらかじめ決められた静電容量値(容量と略す)を持つ。筐体5に設けられた貫通孔に貫通コンデンサ2a、2bを装着することで、貫通コンデンサ2a、2bは筐体5を貫通する。内部端子が筐体5の内部に入り、外部端子が筐体5の外部に存在する。接地端子は筐体5に接続される。
Each of the
貫通コンデンサ2aの内部端子は、インダクタ3aの一端に接続されるとともにフィルムコンデンサ11aの一端に配線12aで接続される。フィルムコンデンサ11aの他端は、配線13aで筐体5に接続される。貫通コンデンサ2aの外部端子は、フィルタ装置100の入力端子101に接続される。
The internal terminal of the
貫通コンデンサ2bの内部端子は、インダクタ3aの他端に接続されるとともにフィルムコンデンサ11bの一端に配線12bで接続される。フィルムコンデンサ11bの他端は、配線12bで筐体5に接続される。貫通コンデンサ2bの外部端子は、フィルタ装置100の出力端子102に接続される。
The internal terminal of the
フィルムコンデンサ11a、11bのように比較的容量が大きいコンデンサは、通常配線12a、12bを用いて接続する必要がある。このため、配線12a、12bのインダクタンスに起因して高周波のノイズ除去性能が低下してしまう。一方、貫通コンデンサ2a、2bは、自身のもつ寄生インダクタンスが小さい。具体的には、配線12a、12bのインダクタンスよりも、貫通コンデンサ2a、2bの寄生インダクタンスは小さい。
Capacitors having a relatively large capacity, such as
貫通コンデンサ2a、2bは、高周波におけるインピーダンスが低く、高周波減衰特性に優れ、高周波成分の除去に優れたコンデンサである。貫通コンデンサ2a、2bは、誘電体セラミックや多層電極などから構成される。貫通コンデンサ2a、2bの容量は、フィルムコンデンサ11a、11bの容量に比べてそれほど大きくなくてもよい。貫通コンデンサ2a、2bの容量は、高周波成分の除去に適切な容量に設定され、フィルムコンデンサ11a、11bの容量よりも小さい。例えばフィルムコンデンサの容量が0.1μF〜10μF程度であるのに対し、貫通コンデンサの容量は10pF〜1000pF程度あればよい。なお、ここでいう高周波とは1MHz〜1GHzの周波数を言う。
The
このように貫通コンデンサなどのインダクタンスの小さいコンデンサをフィルムコンデンサに並列に接続して使用することで、フィルタ装置の高周波成分の除去性能を向上させることができる。なお、本実施の形態ではフィルムコンデンサ11a、11bの誘電体としてプラスチックのフィルムを用いているが、誘電体がセラミックであるセラミックコンデンサを用いてもよい。
Thus, by using a capacitor having a small inductance, such as a feedthrough capacitor, connected in parallel to the film capacitor, the high frequency component removal performance of the filter device can be improved. In this embodiment, a plastic film is used as the dielectric of the
本実施の形態におけるフィルタ装置100は、貫通コンデンサ2aとフィルムコンデンサ11aとの並列回路と、インダクタ3aと、貫通コンデンサ2bとフィルムコンデンサ11bとの並列回路とで構成されるπ型フィルタ(C−L−C型フィルタ)を備える。フィルタ装置は、このπ型フィルタによって、ノイズが入力端子101に印加された際に、不要なノイズ成分を減衰させて出力端子102に所望の信号のみを出力させることができる。
The
このとき、貫通コンデンサ2aの容量Cとフィルムコンデンサ11aの配線12aのインダクタンスLとで形成されるLC共振の共振周波数Fと同じ周波数成分を含む、強いパルスノイズが入力端子101に印加されると、貫通コンデンサ2aとフィルムコンデンサ11aとに大きな共振電流が流れる。フィルムコンデンサ11aの容量が貫通コンデンサ2aの容量より十分大きく、配線12aのインダクタンスが貫通コンデンサ2aの寄生インダクタンスより十分大きい場合、共振周波数Fは以下に示す近似式(1)を用いて求めることができる。
At this time, when a strong pulse noise including the same frequency component as the resonance frequency F of the LC resonance formed by the capacitance C of the
本実施の形態では図3、図4に示すように、入力端子101側のフィルムコンデンサ11aに接続された配線12aと筐体5との間の空間に板状の共振エネルギー吸収部材4aを備える。配線12aと筐体5との間の空間は、フィルムコンデンサ11aに電流が流れる際に発生する磁束線が通過する空間である。この空間に共振エネルギー吸収部材4aを配置する。すると、共振電流がフィルムコンデンサ11aに流れる際、フィルムコンデンサ11aに接続された配線12aから発生する磁束が、共振エネルギー吸収部材4aにおいて共振エネルギーとして吸収される。したがって、フィルムコンデンサ11aと貫通コンデンサ2aとに流れる共振電流を低減できる。
In this embodiment, as shown in FIGS. 3 and 4, a plate-shaped resonance
図5は、エネルギー吸収部材の配置について説明するための図である。図4、図5に示すように、筐体は、少なくとも第1壁面15を有している。共振エネルギー吸収部材4aは、第1壁面15に直交する方向から第1配線12aを第1壁面15に投影した線分16と第1配線12aとを含む平面14に平行な面を有する導体面を備える。
FIG. 5 is a diagram for explaining the arrangement of the energy absorbing members. As shown in FIGS. 4 and 5, the housing has at least a
例えば、図4に示すように共振エネルギー吸収部材4aは、配線12aに電流が流れる際に筐体5と配線12aとの間に発生する磁束6に対して垂直な面と、共振エネルギー吸収部材4aの幅広面とが平行になるように置かれる。共振エネルギー吸収部材4aは筐体5と電気的に接続されていなくてもよく、接続されていてもよい。共振エネルギー吸収部材4aが筐体5と電気的に接続されている場合には、筐体5も共振エネルギー吸収部材の一部として機能する。また、共振エネルギー吸収部材は板状でなくブロック形状でもよい。この場合、ブロック形状の幅広面が磁束に対して垂直な面と平行になるように配置する。
For example, as shown in FIG. 4, the resonance
共振エネルギー吸収部材4aは、例えばステンレス、鉄、炭素、銅、アルミなどの導電性材料で構成される。大きな共振電流がフィルムコンデンサ11aに流れると、配線12aと筐体5との間に磁束6が発生するため、磁束の発生を妨げるように共振エネルギー吸収部材4aに渦電流が流れることで、共振エネルギーを渦電流損として吸収できる。
The resonance
したがって、貫通コンデンサ2aとフィルムコンデンサ11aとに流れる共振電流を低減することができ、貫通コンデンサ2aとフィルムコンデンサ11aとを小型化できる。さらに、共振電流が低下するため、出力端子102に出力されるノイズ成分も低減できる。
Therefore, the resonance current flowing through the
なお、共振エネルギー吸収部材4aは磁性材料でも良い。この場合、共振周波数Fにおいて磁気損失が発生しやすい材料(透磁率の虚数成分の大きい材料)を選定する。この様な特性をもつ材料として例えばフェライトなどが挙げられる。これにより、大きな共振電流がフィルムコンデンサ11aに流れた際に配線12aと筐体5との間に発生した磁束が共振エネルギー吸収部材4aに入ると、効果的に共振エネルギーが磁気損失として吸収される。このため、フィルムコンデンサ11aと貫通コンデンサ2aとに流れる共振電流を低減できる。
The resonance
また、本実施の形態では寄生インダクタンスの小さいコンデンサとして貫通コンデンサ2aを用いているが、貫通コンデンサの代わりにチップ形状や薄板形状のコンデンサなど、フィルムコンデンサ11aの配線12aより短い配線で接続されたコンデンサを用いても共振電流低減効果を得ることができ、この場合、コンデンサは必ずしも筐体を貫通する必要は無い。
In the present embodiment, the
図6は、実施の形態1の変形例1に係るフィルタ装置の側面図である。変形例1では、出力端子102側のフィルムコンデンサ11bに接続された配線12bと筐体5との間の空間にも共振エネルギー吸収部材4bを備える。この場合、出力端子102に出力されるノイズ成分を更に低減できる。
FIG. 6 is a side view of the filter device according to the first modification of the first embodiment. In the first modification, the resonance
図7は、実施の形態1の変形例2に係るフィルタ装置の斜視図である。図8は、実施の形態1の変形例3に係るフィルタ装置の斜視図である。図9は、実施の形態1の変形例4に係るフィルタ装置の斜視図である。 FIG. 7 is a perspective view of a filter device according to a second modification of the first embodiment. FIG. 8 is a perspective view of a filter device according to the third modification of the first embodiment. FIG. 9 is a perspective view of a filter device according to a fourth modification of the first embodiment.
図7のように共振エネルギー吸収部材4aは、配線12aと筐体5との間の空間のうち、配線12aと筐体5の面との間の距離が最短になる箇所に必ずしも配置する必要は無く、磁束6の方向に平行移動して配置しても良い。また、図8、図9のように多くの共振エネルギーを吸収できるように、共振エネルギー吸収部材4aは複数の部材で構成してもよい。
As shown in FIG. 7, the resonance
図10は、共振エネルギー吸収部材がある場合とない場合のコンデンサ電流を比較して示した図である。図10には、本実施の形態を適用した場合にフィルムコンデンサ11aに流れるコンデンサ電流の計算例が示されている。共振エネルギー吸収部材4aが有る場合のコンデンサ電流I1は、無い場合のコンデンサ電流I0に比べて大幅に低減可能である。
FIG. 10 is a diagram comparing the capacitor current with and without the resonant energy absorbing member. FIG. 10 shows a calculation example of the capacitor current flowing through the
以上説明したように、実施の形態1および変形例に係るフィルタ装置100,100A〜100Cは、フィルムコンデンサ11aと貫通コンデンサ2aとを並列接続したコンデンサ並列回路が導電性の筐体5に搭載されている。フィルムコンデンサ11aの静電容量は、貫通コンデンサ2aの静電容量よりも大きく、フィルムコンデンサ11aに接続された配線12aの寄生インダクタンスは、貫通コンデンサ2aの寄生インダクタンスよりも大きい。そして、フィルタ装置100は、フィルムコンデンサ11aに接続された配線12aと筐体5との間の空間に共振エネルギー吸収部材4aを備えることを特徴とする。
As described above, in the
このような構成とすることによって、強度が高いパルスノイズがフィルタ装置100,100A〜100Cに印加される際、共振エネルギー吸収部材4aによりフィルムコンデンサ11aと貫通コンデンサ2aとに流れる共振電流を低減し、フィルムコンデンサ11aと貫通コンデンサ2aとの小型化が可能になる。さらに、共振電流が低下するため、出力端子に出力されるノイズ成分も低減できる。
By adopting such a configuration, when high-intensity pulse noise is applied to the
実施の形態2.
次に、実施の形態2に係るフィルタ装置について説明する。図11は、実施の形態2に係るフィルタ装置の斜視図である。実施の形態2に係るフィルタ装置200は、基本的には実施の形態1に係るフィルタ装置100と同様の構成を備えるが、共振エネルギー吸収部材41がフィルムコンデンサ11aに接続された配線12aを取り囲むように配置される点で異なる。
Next, a filter device according to
本構成によって、実施の形態1よりも多くの磁束を共振エネルギー吸収部材41に通過させることができ、多くの共振エネルギーを吸収することが可能になる。
With this configuration, a larger amount of magnetic flux than in the first embodiment can be passed through the resonance
実施の形態3.
次に、実施の形態3に係るフィルタ装置について説明する。図12は、実施の形態3に係るフィルタ装置の斜視図である。実施の形態3に係るフィルタ装置300は、基本的には実施の形態1に係るフィルタ装置100と同様の構成を備えるが、共振エネルギー吸収部材42がループ形状の中空の導電性部材で構成される点で異なる。図12に示すように、共振エネルギー吸収部材42は、中空部に磁束線が通過する環状の形状である。
Embodiment 3 FIG.
Next, a filter device according to Embodiment 3 will be described. FIG. 12 is a perspective view of the filter device according to the third embodiment. The
配線12aに電流が流れる際に筐体5と配線12aとの間に発生する磁束6が共振エネルギー吸収部材42の中空部分を通過するように共振エネルギー吸収部材42が配置される。図12に示す構成では、大きな共振電流がフィルムコンデンサ11aに流れると、配線12aと筐体5との間に磁束6が発生するため、磁束6を妨げるように共振エネルギー吸収部材42に誘導電流Iが流れる。これにより、共振エネルギーを誘導電流損として吸収できる。共振エネルギー吸収部材42の材料は例えばステンレス、鉄、炭素など、抵抗率の高い導電性材料だが、アルミや銅などの良導体を用いる場合でも、ループの途中に抵抗素子43を挿入することで、抵抗素子43において共振エネルギーを吸収させることができる。なお、共振エネルギー吸収部材42は筐体5と電気的に接続されていなくてもよく、接続されていてもよい。実施の形態3に係るフィルタ装置300では、実施の形態1よりも少量の部材で共振エネルギーの吸収が可能となる。
The resonance energy absorbing member 42 is disposed so that the
実施の形態4.
次に、実施の形態4に係るフィルタ装置について説明する。図13は、実施の形態4に係るフィルタ装置の回路図である。図14は、実施の形態4に係るフィルタ装置の斜視図である。実施の形態4に係るフィルタ装置は基本的には実施の形態1に係るフィルタ装置と同様の構成を備えるが、フィルムコンデンサ11aに接続される配線12aの途中に抵抗素子7が挿入される点で異なる。すなわち、図14に示すように、フィルタ装置400は、フィルタ装置100の構成に加えて、第1配線12aの途中に設けられた抵抗素子7をさらに備える。
Embodiment 4 FIG.
Next, a filter device according to Embodiment 4 will be described. FIG. 13 is a circuit diagram of a filter device according to the fourth embodiment. FIG. 14 is a perspective view of a filter device according to the fourth embodiment. The filter device according to the fourth embodiment basically has the same configuration as the filter device according to the first embodiment, except that the
大きな共振電流がフィルムコンデンサ11aに流れると、共振エネルギー吸収部材4aが共振エネルギーを吸収するだけでなく、抵抗素子7でも共振エネルギーを吸収することができ、貫通コンデンサ2aとフィルムコンデンサ11aとに流れる共振電流を大幅に低減できる。
When a large resonance current flows through the
実施の形態5.
次に、実施の形態5に係るフィルタ装置について説明する。図15は、実施の形態5に係るフィルタ装置の回路図である。図16は、実施の形態5に係るフィルタ装置の斜視図である。実施の形態5に係るフィルタ装置500は、基本的には実施の形態1に係るフィルタ装置100と同様の構成を備えるが、貫通コンデンサ2aとインダクタ3aとを接続する配線23の途中に、フィルムコンデンサ11aが、配線23よりも短い配線12aで接続され、配線23と筐体5との間の空間に板状の導電性の共振エネルギー吸収部材4aを備える点で異なる。
Next, a filter device according to
本実施の形態では、フィルムコンデンサ11aとインダクタ3aとはプリント基板81に搭載され、フィルムコンデンサ11aに接続される配線12aはプリント基板81上の配線パターンで形成され、フィルムコンデンサ11aの一端は配線12aを介してネジ82で筐体5に接続される。
In the present embodiment, the
大きな共振電流がフィルムコンデンサ11aに流れると、配線23と筐体5との間に磁束6が発生する。この磁束を妨げるように共振エネルギー吸収部材4aに渦電流が流れることで、共振エネルギーを渦電流損として吸収できる。なお、共振エネルギー吸収部材4aは磁性材料でも良い。本実施の形態では、実施の形態1とは異なり、磁束6のほとんどが配線23から発生するため、配線12aではなく、配線23と筐体5との間の空間に板状の共振エネルギー吸収部材4aを設けることで、共振電流の低減が可能になる。
When a large resonance current flows through the
実施の形態6.
次に、実施の形態6に係るフィルタ装置について説明する。図17は、実施の形態6に係るフィルタ装置の斜視図である。実施の形態6に係るフィルタ装置600は、基本的には実施の形態5に係るフィルタ装置500と同様の構成を備えるが、共振エネルギー吸収部材4aに代えて共振エネルギー吸収部材41を含む。共振エネルギー吸収部材41は、配線23を取り囲むように配置される点で共振エネルギー吸収部材4aと異なる。本実施の形態の構成によって、実施の形態5よりも多くの磁束を共振エネルギー吸収部材41に通過させることができ、多くの共振エネルギーを吸収することが可能になる。
Next, a filter device according to
図18は、実施の形態6の変形例に係るフィルタ装置の斜視図である。本変形例のフィルタ装置600Aでは、共振エネルギー吸収部材41が配線23だけでなくフィルムコンデンサ11aも取り囲むように配置される点で異なる。本変形例の構成によって、フィルムコンデンサ11aをシールドすることが可能になり、フィルムコンデンサ11aとフィルムコンデンサ11bとの間の電磁結合を低減し、出力端子102に出力されるノイズ成分を更に低減できる。
FIG. 18 is a perspective view of a filter device according to a modification of the sixth embodiment. The
実施の形態7.
次に、実施の形態7に係るフィルタ装置について説明する。図19は、実施の形態7に係るフィルタ装置の回路図である。実施の形態7に係るフィルタ装置700は、基本的には実施の形態1〜6に係るフィルタ装置と同様の構成を備えるが、貫通コンデンサ2aと貫通コンデンサ2bとの間に、インダクタ3a、貫通コンデンサ2cとフィルムコンデンサ11cとの並列回路、およびインダクタ3bで構成されるL−C−L回路を備え、全体でC−L−C−L−Cフィルタを構成する点で異なる。このように構成されたフィルタ装置において、大きな共振電流がフィルムコンデンサ11aに流れると、共振エネルギー吸収部材4aが共振エネルギーを吸収することができ、貫通コンデンサ2aとフィルムコンデンサ11aとに流れる共振電流を低減できる。
Next, a filter device according to
図20は、実施の形態7の変形例に係るフィルタ装置の回路図である。図20に示したフィルタ装置700Aのように、図19の中心のコンデンサ並列回路から貫通コンデンサ2cを取り除いてもよい。本変形例の構成によって、出力端子102に出力されるノイズ成分を更に低減できる。
FIG. 20 is a circuit diagram of a filter device according to a modification of the seventh embodiment. Like the
実施の形態8.
次に、実施の形態8に係るフィルタ装置について説明する。図21は、実施の形態8に係るフィルタ装置の上面図である。図22は、実施の形態8に係るフィルタ装置の斜視図である。
Embodiment 8 FIG.
Next, a filter device according to Embodiment 8 will be described. FIG. 21 is a top view of the filter device according to the eighth embodiment. FIG. 22 is a perspective view of the filter device according to the eighth embodiment.
実施の形態8に係るフィルタ装置800は、基本的には実施の形態1〜6に係るフィルタ装置と同様の構成を備えるが、筐体5が、貫通コンデンサ2aとフィルムコンデンサ11aとの並列回路、インダクタ3a、および貫通コンデンサ2bとフィルムコンデンサ11bとの並列回路で構成される第1のC−L−C回路(第1ライン)と、貫通コンデンサ2dとフィルムコンデンサ11dとの並列回路、インダクタ3d、および貫通コンデンサ2eとフィルムコンデンサ11eとの並列回路で構成される第2のC−L−C回路(第2ライン)を収容する点で異なる。
The
より具体的には、図21、図22に示すように、フィルタ装置100は、筐体5と、フィルムコンデンサ11a〜11dと、貫通コンデンサ2a〜2dと、配線12a、12dと、インダクタ3a,3dと、共振エネルギー吸収部材4a,4dとを備える。
More specifically, as shown in FIGS. 21 and 22, the
フィルタ装置300は、第1信号線S1および第2信号線S2のノイズを除去するフィルタ装置である。フィルムコンデンサ11aは、第1電極P1aおよび第2電極P2aを有し、導電性の筐体5に第1電極P1aが接続され、第1信号線S1に第2電極P2aが接続される。貫通コンデンサ2aは、第3電極P3aおよび第4電極P4aを有する。筐体5に第3電極P3aが接続され、第2電極P2aに第4電極P4aが接続される。貫通コンデンサ2aは、フィルムコンデンサ11aよりも静電容量が小さい。エネルギー吸収部材4aは、第2電極P2aと第4電極P4aとを接続する第1配線12aと筐体5との間の空間を通過する磁束のエネルギーを吸収するように構成される。
The
フィルムコンデンサ11dは、第5電極P1dおよび第6電極P2dを有し、導電性の筐体5に第5電極P1dが接続され、第2信号線S2に第6電極P2dが接続される。貫通コンデンサ2dは、第7電極P3dおよび第8電極P4dを有する。筐体5に第7電極P3dが接続され、第6電極P2dに第8電極P4dが接続される。貫通コンデンサ2dは、フィルムコンデンサ11dよりも静電容量が小さい。エネルギー吸収部材4dは、第6電極P2dと第8電極P4dとを接続する第2配線12dと筐体5との間の空間を通過する磁束のエネルギーを吸収するように構成される。このように構成されたフィルタ装置において、大きな共振電流がフィルムコンデンサ11aおよびフィルムコンデンサ11dに流れると、共振エネルギー吸収部材4aおよび共振エネルギー吸収部材4dが共振エネルギーを吸収することができ、貫通コンデンサ2aとフィルムコンデンサ11aとに流れる共振電流、および貫通コンデンサ2dとフィルムコンデンサ11dとに流れる共振電流を低減できる。
The
図21に示すように、共振エネルギー吸収部材を第1ラインと第2ラインとの両方に搭載することで、両ラインのコンデンサに流れる共振電流を低減できる。なお、本実施の形態では2つのラインを搭載したフィルタ装置を示すが、フィルタ装置は3つ以上のラインを備えていてもよい。 As shown in FIG. 21, by mounting the resonance energy absorbing member on both the first line and the second line, the resonance current flowing through the capacitors on both lines can be reduced. In the present embodiment, a filter device equipped with two lines is shown, but the filter device may have three or more lines.
実施の形態9.
次に、実施の形態9に係るフィルタ装置について説明する。図23は、実施の形態9に係るフィルタ装置の回路図である。図24は、実施の形態9に係るフィルタ装置の上面図である。図25は、実施の形態9に係るフィルタ装置の斜視図である。実施の形態9に係るフィルタ装置900は、基本的には実施の形態8に係るフィルタ装置800と同様の構成を備えるが、フィルムコンデンサ21aの一端が、配線22aを介して貫通コンデンサ2aに接続され、フィルムコンデンサ21aの他端が、配線22aを介して貫通コンデンサ2dに接続される点で異なる。
Embodiment 9 FIG.
Next, a filter device according to Embodiment 9 will be described. FIG. 23 is a circuit diagram of a filter device according to the ninth embodiment. FIG. 24 is a top view of the filter device according to the ninth embodiment. FIG. 25 is a perspective view of the filter device according to the ninth embodiment. The
具体的には、フィルタ装置900は、第1信号線S1および第2信号線S2のノイズを除去する。フィルタ装置900は、導電性の筐体5と、貫通コンデンサ2a,2dと、フィルムコンデンサ21aと、エネルギー吸収部材44とを備える。
Specifically, the
貫通コンデンサ2aは、第1電極P11aおよび第2電極P12aを有し、導電性の筐体5に第1電極P11aが接続され、第1信号線S1に第2電極P12aが接続される。
The
貫通コンデンサ2dは、第3電極P11dおよび第4電極P12dを有し、導電性の筐体5に第3電極P11dが接続され、第2信号線S2に第4電極P12dが接続される。
The
フィルムコンデンサ21aは、第5電極P15および第6電極P16を有し、第2電極P12aに第5電極P15が接続され、第4電極P12dに第6電極P16が接続される。フィルムコンデンサ21aは、貫通コンデンサ2a,2dよりも静電容量が大きい。
The
エネルギー吸収部材44は、第2電極P12aと第5電極P15とを接続する第1配線22aの少なくとも一部および第4電極P12dと第6電極P16とを接続する第2配線22dの少なくとも一部と、筐体5との間の空間を通過する磁束46のエネルギーを吸収するように構成される。このように構成されたフィルタ装置において、大きな共振電流がフィルムコンデンサ21aに流れると、共振エネルギー吸収部材44が共振エネルギーを吸収することができ、貫通コンデンサ2a、貫通コンデンサ2d、およびフィルムコンデンサ21aに流れる共振電流を低減できる。
The
実施の形態9に示す構成では、入力端子101、103の間に差動で強度が高いパルスノイズが印加される際にも、配線22aと筐体5との間の空間に配置された共振エネルギー吸収部材4aが、共振エネルギーを吸収することが可能になる。
In the configuration shown in the ninth embodiment, the resonance energy disposed in the space between the
以上説明した実施の形態1〜9は、各形態を組み合わせて用いても良い。今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。
2a,2b,2c,2d,2e 貫通コンデンサ、3a,3b,3d インダクタ、4a,4b,41,42 共振エネルギー吸収部材、5 筐体、6 磁束、7,43 抵抗素子、11a,11b,11c,11d,11e,21a フィルムコンデンサ、12a,12b,22a,23 配線、14 平面、15 面、16 線分、81 プリント基板、82 ネジ、100,200,300,400,500,600,600A,700,700A,800,900 フィルタ装置、101 入力端子、102 出力端子。 2a, 2b, 2c, 2d, 2e feedthrough capacitor, 3a, 3b, 3d inductor, 4a, 4b, 41, 42 resonance energy absorbing member, 5 housing, 6 magnetic flux, 7, 43 resistance element, 11a, 11b, 11c, 11d, 11e, 21a Film capacitor, 12a, 12b, 22a, 23 Wiring, 14 plane, 15 plane, 16 line segment, 81 Printed circuit board, 82 Screw, 100, 200, 300, 400, 500, 600, 600A, 700, 700A, 800, 900 Filter device, 101 input terminal, 102 output terminal.
Claims (10)
導電性の筐体と、
第1電極および第2電極を有し、前記導電性の筐体に前記第1電極が接続され、前記信号線に前記第2電極が接続された第1コンデンサと、
第3電極および第4電極を有し、前記筐体に前記第3電極が接続され、前記第2電極に前記第4電極が接続され、前記第1コンデンサよりも静電容量が小さい第2コンデンサと、
前記第2電極と前記第4電極とを接続する第1配線と前記筐体との間の空間を通過する磁束のエネルギーを吸収するエネルギー吸収部材とを備える、フィルタ装置。 A filter device for removing signal line noise,
A conductive housing;
A first capacitor having a first electrode and a second electrode, wherein the first electrode is connected to the conductive casing, and the second electrode is connected to the signal line;
A second capacitor having a third electrode and a fourth electrode, wherein the third electrode is connected to the housing, the fourth electrode is connected to the second electrode, and having a smaller capacitance than the first capacitor; When,
A filter device comprising: a first wiring that connects the second electrode and the fourth electrode; and an energy absorbing member that absorbs energy of magnetic flux passing through a space between the housing.
前記エネルギー吸収部材は、前記第1面に直交する方向から前記第1配線を前記第1面に投影した線分と前記第1配線とを含む平面に平行な面を有する導体面を備える、請求項1に記載のフィルタ装置。 The housing has at least a first surface;
The energy absorbing member includes a conductor surface having a plane parallel to a plane including a line segment obtained by projecting the first wiring onto the first surface from a direction orthogonal to the first surface and the first wiring. Item 2. The filter device according to Item 1.
導電性の筐体と、
第1電極および第2電極を有し、前記導電性の筐体に前記第1電極が接続され、前記第1信号線に前記第2電極が接続された第1コンデンサと、
第3電極および第4電極を有し、前記筐体に前記第3電極が接続され、前記第2電極に前記第4電極が接続され、前記第1コンデンサよりも静電容量が小さい第2コンデンサと、
前記第2電極と前記第4電極とを接続する第1配線と前記筐体との間の空間を通過する磁束のエネルギーを吸収する第1エネルギー吸収部材と、
第5電極および第6電極を有し、前記導電性の筐体に前記第5電極が接続され、前記第2信号線に前記第6電極が接続された第3コンデンサと、
第7電極および第8電極を有し、前記筐体に前記第7電極が接続され、前記第6電極に前記第8電極が接続され、前記第3コンデンサよりも静電容量が小さい第4コンデンサと、
前記第6電極と前記第8電極とを接続する第2配線と前記筐体との間の空間を通過する磁束のエネルギーを吸収する第2エネルギー吸収部材とを備える、フィルタ装置。 A filter device for removing noise of a first signal line and a second signal line,
A conductive housing;
A first capacitor having a first electrode and a second electrode, wherein the first electrode is connected to the conductive casing, and the second electrode is connected to the first signal line;
A second capacitor having a third electrode and a fourth electrode, wherein the third electrode is connected to the housing, the fourth electrode is connected to the second electrode, and having a smaller capacitance than the first capacitor; When,
A first energy absorbing member that absorbs energy of magnetic flux passing through a space between the housing and a first wiring connecting the second electrode and the fourth electrode;
A third capacitor having a fifth electrode and a sixth electrode, wherein the fifth electrode is connected to the conductive housing, and the sixth electrode is connected to the second signal line;
A fourth capacitor having a seventh electrode and an eighth electrode, wherein the seventh electrode is connected to the housing, the eighth electrode is connected to the sixth electrode, and having a smaller capacitance than the third capacitor; When,
A filter device comprising: a second wiring that connects the sixth electrode and the eighth electrode; and a second energy absorbing member that absorbs energy of magnetic flux passing through a space between the housing.
導電性の筐体と、
第1電極および第2電極を有し、前記導電性の筐体に前記第1電極が接続され、前記第1信号線に前記第2電極が接続された第1コンデンサと、
第3電極および第4電極を有し、前記導電性の筐体に前記第3電極が接続され、前記第2信号線に前記第4電極が接続された第2コンデンサと、
第5電極および第6電極を有し、前記第2電極に前記第5電極が接続され、前記第4電極に前記第6電極が接続され、前記第1コンデンサおよび前記第2コンデンサよりも静電容量が大きい第3コンデンサと、
前記第2電極と前記第5電極とを接続する第1配線の少なくとも一部および前記第4電極と前記第6電極とを接続する第2配線の少なくとも一部と、前記筐体との間の空間を通過する磁束のエネルギーを吸収するエネルギー吸収部材とを備える、フィルタ装置。 A filter device for removing noise of a first signal line and a second signal line,
A conductive housing;
A first capacitor having a first electrode and a second electrode, wherein the first electrode is connected to the conductive casing, and the second electrode is connected to the first signal line;
A second capacitor having a third electrode and a fourth electrode, wherein the third electrode is connected to the conductive casing, and the fourth electrode is connected to the second signal line;
A fifth electrode and a sixth electrode; the fifth electrode is connected to the second electrode; the sixth electrode is connected to the fourth electrode; and more electrostatic than the first capacitor and the second capacitor A third capacitor having a large capacity;
Between the housing and at least a part of the first wiring connecting the second electrode and the fifth electrode and at least a part of the second wiring connecting the fourth electrode and the sixth electrode An energy absorbing member that absorbs energy of magnetic flux passing through the space.
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